In this lecture, bound and unbound orbits are discussed. Professor Lewin begins with a description of escape velocity, or the minimum speed required to escape the gravitational pull. Various sources of energy, energy storage, energy conversion, and the world’s energy consumption are discussed. Power, or the rate at which a force does work on an object, is central to the conversation. Professor Lewin concludes with a few words on global energy consumption and sources: although the US has about 1/30 of the world’s population, it accounts for 1/5 the global energy consumption. He considers harvesting solar radiation and nuclear power to fix this energy crisis.

In this lecture, Professor Lewin displays how the conservation of mechanical energy can be used to derive the equation of motion for simple harmonic oscillators (SHO). In doing so he covers gravitational potential energy, equilibrium points where the net force is zero, parabolic potential energy, and circular potential energy.

This lecture covers resistive forces such as air drag. It includes the viscous (linear in velocity) and pressure (quadratic in velocity) terms. Quantitative demonstrations with balloons and with ball bearings dropped in syrup are shown. He concludes with numerical calculations of air drag examples, also discussing the contribution of air drag to the quantitative experiments down earlier in the course with falling apples.

The concepts introduced are: work, conservative forces, potential energy, kinetic energy, mechanical energy, and Newton’s law of universal gravitation. A wrecking ball is converting gravitational potential energy into kinetic energy and back and forth. If released with zero speed, the wrecking ball should NOT swing higher than its height when it was released. Professor Lewin puts his life on the line by demonstrating this.

Concepts covered in this lecture begin with the restoring force of a spring (Hooke’s Law) which leads to an equation of motion that is characteristic of a simple harmonic oscillator (SHO). Using the small angle approximation, a similar expression is reached for a pendulum. To demonstrate that the period is independent of the mass of the bob, Professor Lewin places himself at the end of the 5 meter long cable and measures the period.

This lecture reviews selected topics previously covered in lectures 1 through 5. This includes: scaling arguments, dot products, cross products, one-dimensional kinematics, trajectories, and uniform circular motion. Professor Lewin concludes by presenting a brain teaser to the audience. Sliding his fingers underneath a yardstick, towards the center, something strange happens: the fingers seem to make turns moving, they alternating sliding and stopping. Can you explain this?

تتناول هذه المحاضرة حصرا موضوع قوى الإحتكاك, بدءاً من كتلة ساكنة على سطح أفقي, يصف البروفسور لوين القوة الطبيعية (Normal Force) , وأقصى قوة احتكاك  يجب التغلب عليها كي يبدأ الجسم بالحركة. يتحدث أيضاً عن معامل الإحتكاك الساكن, وعن قياسات لمعامل الاحتكاك ثابت, ويعرض السبل للحد من الاحتكاك باستخدام الزلاقات والمسارات الجوية. حتى حشرة صغيرة الحجم بإمكانها أن تحرك كتاباً ثقيلاً جداً إذا كان الاحتكاك هو صفر كما يوضح بالتجربة.

في هذه المحاضرة يستكشف الأستاذ لوين الوزن, والجاذبية التي نشعر بها, مبدأ السقوط الحر, وحالة انعدام الجاذبية في الفضاء. من التجارب التي يقوم بها الاستاذ لوين السقوط الحر: استكشاف وزن كرة التنس ألقاها. ماذا يحدث لزجاجة من المياه في يد البروفسور لوين عندما يقفز من على الطاولة؟ الزجاجة و الأستاذ لوين يصبحان في حالة سقوط حر ، وبالتالي ينطبق مبدأ انعدام الوزن على الأستاذ لوين وزجاجة المياه على حد سواء. شاهد المحاضرة للمزيد من التشويق في علم الفيزياء!

تتحدث هذه المحاضرة بالتفصيل عن قانون  نيوتن الأول (الجمود – Inertia) وقانون نيوتن الثاني (القوة = الكتلة × العجلة) وقانون نيوتن الثالث (قوة الفعل = معكوس  رد فعل – Action = – Reaction). يبني الأستاذ لوين حديثه هذا على المناقشة الماضية وتحديداً: المتجهات, وتحليل المتجهات في الاتجاهين السيني والصادي. في نهاية المحاضرة, يقوم البروفيسور لوين بتجربة غريبة بعض الشيء!

هذه المحاضرة تتحدث عن الحركة الدائرية المنتظمة.في الحالات التي يتكون فيها عجلة تسارع دائرية ثابتة, تكون فيها السرعة المماسية ثابتة أيضاً. استاذ لوين يستخدم نفسه كمثال على ذلك ، يجلس على كرسي يحاكي أجهزة الطرد المركزي, ليشعر بقوة الجذب والطرد المركزيتان للجاذبية المتكونة. يناقش بعد ذلك حركة الكواكب حول الشمس وما يتعلق بقوة السحب والفكرة من وراء جهاز الطرد المركزي. وينهي المحاضرة بمثال يؤكد وجود العجلة الدائرية، وذلك بتطبيق المبدأ على جردل من الماء وكيف أن الماء يبقى في داخل الجردل حتى مع قلبه رأساً على عقب, ولكن مع ذلك فإننا ننصحك بإحضار المظلة قبل مشاهدة هذه المحاضرة!